Abstract: On April 20, 2010, an explosion in the rig Deepwater Horizon performing drilling operations on the Macondo Prospect Well, in the Gulf of Mexico, led to the largest oil spill in the history of the petroleum industry. Eleven crewmembers lost their lives and around 4.9 million barrels of oil were discharged into the ocean until the continuous subsea blowout of the well was contained in September 19, 2010. Given the magnitude and the complexity of the accident, several safety analyses have been proposed by the international community at different levels of the system involved in the accident. Most of these studies use accident analysis techniques based on chain-of-event models, whose main objective is to identify root-causes. However, while this approach describes physical phenomena accurately, it does not explain the role of organizational and socio-economical factors, human decisions, or design inaccuracies in accidents in complex, adaptive, and tightly coupled systems like Macondo. In response to this need, N. Leveson developed the new accident-analysis technique Causal Analysis Based on System Theory (CAST), based on her model System-Theoretic Accident Model and Processes (STAMP). In STAMP accidents are not treated as chain of failure events, but as complex processes that result from a large variety of causes including component failures and faults, system design errors, unintended and unplanned interactions among system components, human operator errors, flawed management decision-making, inadequate controls and oversight, and poor safety culture. This thesis presents management recommendations based on a CAST analysis of the Macondo Accident. The goal is to help the oil and gas offshore drilling community achieve safer operations and understand the value of systems safety in achieving organizational goals. Resumen: El 20 de abril de 2010, una explosión en la plataforma Deepwater Horizon, la cual estaba ejecutando operaciones de perforación en el pozo exploratorio Macondo, en el Golfo de Méjico, resultó en el mayor derrame de crudo de la historia de la industria petrolera. Once trabajadores perdieron su vida y cerca de 4,9 millones de barriles de crudo contaminaron el océano hasta que el escape fue contenido el 19 de septiembre de 2010. Dada la magnitud y complejidad del accidente, múltiples análisis de seguridad industrial han sido propuestos por la comunidad internacional examinando diferentes niveles del sistema organizacional involucrado en el accidente. La mayoría de estos estudios usan técnicas de análisis basadas en modelos de cadena de eventos, cuyo objetivo principal es identificar causa raíces. Sin embargo, mientras este enfoque describe procesos físicos acertadamente, no explica el papel de factores organizacionales y socio-económicos, decisiones humanas, o imprecisiones de diseño en accidentes sucedidos en sistemas organizacionales complejos, adaptativos, y estrechamente acoplados como el de Macondo. En respuesta a esta necesidad, N. Leveson desarrolló la nueva técnica de análisis de accidentes Análisis Causal Basado en la Teoría de Sistemas (CAST por sus siglas en inglés), basada en su Modelo y Proceso Teórico de Análisis de Sistemas (STAMP por sus siglas en inglés). En STAMP, los accidentes no se tratan como eventos de cadena de fallas, sino como procesos complejos que resultan de una gran variedad de causas, incluidas defectos y fallas de componentes, errores de diseño del sistema, interacciones involuntarias e inesperadas entre los componentes del sistema, errores de operadores humanos, decisiones gerenciales equivocadas, controles y supervisiones inadecuados, y deficiencias en la cultura de seguridad industrial. Esta tesis presenta recomendaciones de gestión basadas en un análisis CAST del accidente de Macondo. El objetivo es ayudar a la comunidad de perforación petrolera a lograr operaciones más seguras y comprender el valor de la seguridad industrial en el logro de objetivos organizacionale.

Abstract: Electric vehicles (EVs) have gained great popularity in recent years in the United States. The reduction in the cost of EVs and the environmental regulations that seek to reduce the polluting gases generated by conventional petrol/diesel cars drive up the demand for electric vehicles. The traditional idea is to consider EVs as energy consumers, however Vehicle-to-Grid (V2G) is a technology that allows the batteries of parked EVs to operate as energy sources. V2G technology allows to store energy in EVs and then release it when this energy is needed. The implementation of V2G technologies can provide benefits to utility companies but also presents a series of challenges that must be analyzed and evaluated. V2G technology has a great potential to help Austin Energy use the energy stored in the EVs. This research focuses on the status of charging systems for EVs in Austin, the basic aspects of V2G technology, the standards related to V2G, and aims to provide specific and valuable applications of V2G technology for Austin Energy.

Abstract: The dispersion of pollutants from urban sources needs to be investigated and the mechanisms which have an influence on the dispersion need to be totally understood. UAV-based systems offer great potential for mobile exploration of air pollutants in the lower atmosphere due to the high maneuverability of multi-rotor UAVs. The aim of this study was to develop a UAV platform capable of performing high-resolution three-dimensional profiling of pollutants such as particulate matter (PM), ultrafine particles (UFP), black carbon (BC), as well as meteorological parameters including temperature, relative humidity, pressure, wind speed, and wind direction. This study included a smoke test to examine the propeller-caused airflows. The results showed that the sensor air inlets and wind sensor should be located at least 90 cm above the propeller level. In addition, a field test was conducted to evaluate the stability of the UAV platform and the in-flight performance of the sensors. During the three flights carried out, the UAV platform was stable, and the data collected with the sensors were consistent. Finally, a three-day measurement campaign was conducted to examine the short-term three-dimensional variation of the traffic-related pollutant concentrations near the federal road B14. The vertical profiles showed that concentrations were higher on the ground due to the proximity to the source and that high wind speeds help the fast dispersion of the pollutants. The horizontal profiles showed that the pollutant concentrations were higher at the roadside and decreased with increasing distance from the road. In conclusion, this UAV platform represents a low-cost, practical, and reliable method to study the three-dimensional distribution of pollutants near the source. Resumen: La dispersión de contaminates originado por fuentes urbanas necesita ser investigado y los mecanismos que tienen influencia en la dispersión deben ser totalmente comprendidos. Los sistemas basados en VANT ofrecen gran potencial en la exploración de contaminantes del aire en la parte inferior de la atmósfera debido a la alta manejabilidad de los VANT multirotor. El objetivo de este estudio fue el desarrollo de una plataforma, usando un VANT, capaz de realizar perfiles tridimensionales de alta resolución de contaminantes como material particulado, particulas ultrafinas, carbón negro, así como parámetros meteorológicos incluyendo temperatura, humedad relativa, presión, velocidad y dirección del viento. Este estudio incluyó una prueba de humo para examinar los flujos de aire provocados por las hélices del VANT. Los resultados mostraron que las entradas de aire de los sensores y el sensor de viento deben ubicarse al menos 90 cm por encima del nivel de la hélice. Además, se realizó una prueba de campo para evaluar la estabilidad del VANT equipado y el desempeño de los sensores en vuelo. Durante los tres vuelos realizados, VANT se mantuvo estable y los datos recolectados con los sensores fueron consistentes. Finalmente, se llevaron a cabo mediciones durante tres días para examinar la variación tridimensional a corto plazo de las concentraciones de contaminantes relacionados con el tráfico cerca de la carretera federal B14 en Stuttgart. Los perfiles verticales mostraron que las concentraciones eran mayores en el suelo debido a la proximidad a la fuente y que las altas velocidades del viento ayudan a la rápida dispersión de los contaminantes. Los perfiles horizontales mostraron que las concentraciones de contaminantes eran más altas al costado de la carretera y disminuían al aumentar la distancia desde la carretera. En conclusión, este VANT equipado representa un método de bajo costo, práctico y confiable para estudiar la distribución tridimensional de contaminantes cerca de la fuente.

Abstract: In this study, an approach for dressing metallic bonded honing stones with hard cutting grains on the basis of electrolysis is investigated. By a combination of concepts from electrochemical machining (ECM) and electropolishing, a test rig was designed and put into operation. In general, it can be stated that the approach investigated in this paper has proved to be a suitable dressing method for honing stones. However, the dressing result is highly dependent on bond components, cutting grain size, and concentration which lead to local differences in the material removal and irregular topographies. This could be overcome, for example, by setting the dressing parameters more precisely based on the best results presented in this paper. Resumen: En este estudio se investiga un enfoque para el rectificado de piedras de bruñir metálicas con granos de corte duros sobre la base de la electrólisis. Mediante una combinación de conceptos del mecanizado electroquímico (ECM) y del electropulido, se diseñó y puso en funcionamiento un equipo de pruebas. En general, se puede afirmar que el enfoque investigado en este trabajo ha demostrado ser un método de rectificado adecuado para las piedras de bruñir. Sin embargo, el resultado del reavivado depende en gran medida de los componentes de la unión, el tamaño del grano de corte y la concentración, lo que provoca diferencias locales en la eliminación de material y topografías irregulares. Esto podría superarse, por ejemplo, ajustando los parámetros de reavivado con mayor precisión sobre la base de los mejores resultados presentados en este trabajo.

Abstract: This project revises the 3D conceptual model for the Hvíthólar sub-area in the South Zone of Krafla Geothermal Field. Hvíthólar is one of 6 sub-areas in south Krafla, located at the intersection of the south boundary of Krafla caldera, striking E-W, and the NNE-SSW oriented fissure swarms of the North Volcanic Zone. The model developed in this study extends along Vestursvæði, Þríhvrningar, Hvíthólar and Sandabotnaskarð sub-areas with a combined area of around 30 km2. Hvíthólar is the only southern sub-area connected to Krafla power station and has exhibited a considerable production decline over the period of 1990 – 2013. According to a lumped simulation, the Hvíthólar reservoir follows a two tank open system with a volume of 6.00004 km3. The Hvíthólar enthalpy is approximately 1200 kJ/kg; chemically it presents a low concentration of Cl−, and high CO2. To date, most studies support the hypothesis that Hvíthólar characteristics and behaviour are due to the lack of a heat recharge and that the sub-area is in a phase of waning or even becoming extinct. An improved understanding of heat source location and permeability variations will provide the basis of future utilisation decisions. This study presents two alternative conceptual models for Hvíthólar in addition the existing one, as a means to test the current conceptual model in order to determine the potential to extend the life of the asset. An update of the geological model was carried out based on data from shallow and deep wells along the southern part of Krafla geothermal field. This update combined with existing data from surface exploration was used to generate three conceptual models in Leapfrog Geothermal. The models focus on the location of heat source, and the permeability variation at the intersection between caldera boundary and fissure swarm. Each of the models are validated with TOUGH2 simulations. Resumen: Este proyecto revisa el modelo conceptual 3D para la subárea Hvíthólar en la Zona Sur del Campo Geotérmico Krafla. Hvíthólar es una de las 6 subáreas en el sur de Krafla, ubicada en la intersección del límite sur de la caldera de Krafla, con rumbo E-O, y los enjambres de fisuras orientados NNE-SSO de la Zona Volcánica Norte. El modelo desarrollado en este estudio se extiende a lo largo de las subáreas Vestursvæði, Þríhvrningar, Hvíthólar y Sandabotnaskarð con un área combinada de alrededor de 30 km2. Hvíthólar es la única subárea sur conectada a la central de energía de Krafla y ha mostrado una disminución considerable de la producción durante el período 1990 - 2013. Según una simulación de lumped, el reservorio de Hvíthólar sigue un sistema abierto de dos tanques con un volumen de 6.00004 km3. La entalpía de Hvíthólar es de aproximadamente 1200 kJ / kg; químicamente presenta una baja concentración de Cl−, y alta concentración de CO2. Hasta la fecha, la mayoría de los estudios apoyan la hipótesis de que las características y el comportamiento de Hvíthólar se deben a la falta de una recarga de calor y que la subárea se encuentra en una fase de menguante o incluso de extinción. Un mejor entendimiento de la ubicación de la fuente de calor y las variaciones de permeabilidad en el campo proporcionarán la base de futuras decisiones de utilización. Este estudio presenta dos modelos conceptuales alternativos para Hvíthólar además del existente, como un medio para probar el modelo conceptual actual con el fin de determinar el potencial para extender la vida útil del activo. Una actualización del modelo geológico basado en datos de pozos poco profundos y profundos a lo largo de la parte sur del campo geotérmico Krafla fue realizada. Esta actualización, combinada con los datos existentes de la exploración de la superficie, se utilizó para generar tres modelos conceptuales en3D utilizando Leapfrog Geothermal. Los modelos se centran en la ubicación de la fuente de calor y la variación de la permeabilidad en la intersección entre el límite de la caldera y el enjambre de fisuras. Cada uno de los modelos está validado con simulaciones TOUGH2.

Abstract: Krafla Geothermal Field is located inside the Krafla Caldera in the Northeast of Iceland. The tectonic settings consist of a central volcano and its corresponding fissure swarm formed due to extension from plate spreading. The central volcano has a collapsed caldera dating ~110.000 years (Sæmundsson, 2008). Within the Krafla post Caldera collapse period, the orientation of the different extensional eruptive fissures evidence rotation of the plate. The initial events evidence above 20 degrees from North strike, whereas more recent events shifted orientation to be closer to 15 degrees North (Árnason, 2020). This paper discusses the chronological evolution of the Fissure Swarm inside Krafla Caldera and the effect on the stratigraphic reconstruction made in 2019 to compare conceptual models of the south zone subareas: Hvíthólar, Vestursvæði, and Sandabotnaskarð. This paper derived from the MSc Thesis project 3D Conceptual Model Hvíthólar Sub-area, Krafla carried out in 2019. This paper complements other publications such as (Castillo et al,2020).

Abstract: Stochastic time series methods for load forecasting are the traditional methods used by electric power companies [1] because they can model seasonal and stochastic behavior of the load [2]. A load time series has patterns that repeat at different time scales such as daily, weekly or yearly. These patterns indicate that load can be predicted and the shortest seasonality component has the highest effect on the forecast. There might be conditions in which load is in different time resolutions, has a different amount of missing data or is under special events such as COVID-19 pandemic. Load forecasting methods should be able to perform well under these circumstances. On the other hand, neural networks are a wide research topic, they can learn [3] and have low forecasting errors [4]. In this work we explain the main characteristics of load demand in time, load forecasting and we compare stochas-tic time series methods with neural networks for load forecasting in terms of the error with respect to the real load. Resumen: Los métodos de series de tiempo estocásticos para pronósticos de carga son los métodos tradicionales usados por compañías de energía eléctrica [1] porque pueden modelar el comportamiento estocástico y estacional de la carga [2]. Una serie de tiempo de carga tiene patrones que se repiten en diferentes escalas de tiempo como diaria, semanal o anual. Estos patrones indican que la carga puede ser predicha y que el componente de estacionalidad más corto tiene el efecto más grande en el pronóstico. Pude que haya condiciones en las cuales la carga este en diferentes resoluciones de tiempo, tenga una diferente cantidad de datos faltantes o este bajo eventos especiales como la pandemia COVID-19. Los métodos de pronóstico de carga deberían ser capaces de llevarse a cabo bien bajo estas circunstancias. Por otra parte, las redes neuronales son un tema de investigación amplio, ellas pueden aprender [3] y tienen errores de pronóstico bajos [4]. En este trabajo explicamos las principales características de la demanda de carga en el tiempo, pronósticos de carga y comparamos métodos de serie de tiempo estocásticos con redes neuronales para pronósticos de carga en términos del error con respecto a la carga real. [1] H. Wang, B.-S. Li, X.-Y. Han, D.-L. Wang and H. Jin, "Study of Neural Networks for Electric Power Load Forecasting," Third International Symposium on Neural Networks - Advances in Neural Networks - ISNN 2006, Proceedings, Part II, pp. 1277-1283, 2006. [2] K. Berk, Modeling and Forecasting Electricity Demand, Siegen: Springer Spektrum, 2015. [3] H. Alfares and N. Mohammad, "Electric load forecasting: Literature survey and classification of methods," International Journal of Systems Science - IJSySc. 33, vol. 33, no. 1, pp. 23-34, 2002. [4] M. Singh and R. Maini, "Various Electricity Load Forecasting Techniques with Pros and Cons," International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), vol. 8, pp. 220-229, 2020.

Abstract: The standard IEC 61400-1, v.4.0 proposes at appendix J a method to determine the probability of extreme winds, based on the simulation of artificial cyclones and the theory of gradient wind. This method considers marginal statistical distributions for 5 main descriptors of cyclones (pressure depth, radius of maximum wind speed, translation speed, angle to the point of reference and mini-mum distance), a “modified orthogonal decomposition” to generate artificial cyclones and its own formulas to determine surface wind, cumulative probabilities and annual maximum surface wind. This research pursued to implement and to validate the standard at North West Pacific. Due to the difficulty and highly empirical elements of IEC 61400-1, v.4.0, it was required to modify it and include in the model other inputs such as well known statistical distributions after testing them, Nataf trans-formation (ERANataf) to generate artificial cyclones and empirical cumulative distribution functions to determine the probability of annual maximum surface wind. For the verification and validation, the results of 9 locations distributed in South Korea, Japan, HongKong and Taiwan were compared with the database of the Joint Typhoon Warning Center and theRSMC-Tokyo. The implementation of this research underestimated surface wind in all the locations.Simultaneously, the greatest contribution of input variables to sensitivity was more frequent from super index B of Holland. It would be desirable to continue validating this standard (that is presumed to have a global application), to understand the challenges of its theory during the computation of surface wind from gradient wind and to overcome the issues of its implementation.

Tackling climate change effects worldwide brings the interest of many donor countries with expertise to (co)develop solutions into beneficiary countries through international cooperation. The solutions proposed can be either too solution-driven, understood as a donor country selling its knowledge / products, or on the other hand, too locally problem-driven, which is desirable in theory, but facing practical limitations such as time or scale constraints when closing to outside influences. A methodology that tries to join both (apparently opposing) sides, with their advantages and disadvantages of problem and solution driven hasn’t been explored yet.For exploring how this can be done, in this research 2 case studies are analyzed: the Bangladesh Delta Plan 2100 (BDP2100), a nation-wide long term holistic plan on the Bangladeshi Delta, and a group of Coastal Water Management initiatives, a set of continuous efforts to adopt livelihoods to the dynamic situation in the coastal regions of Bangladesh. These cases are analyzed through interviews and desk research to determine to what extent are they problem and solution driven compared to proposed frameworks and pointing how can they be improved. From these analyses, a combined framework is proposed where problem and solution driven approaches are joined taking the best from each perspective. The result is meant to be a first guiding tool for decision-makers in donor and beneficiary countries that face the dilemma between taking local and foreign elements for developing solutions. Resumen Hacer frente a los efectos del cambio climático en todo el mundo atrae el interés de muchos países donantes con experiencia para (co) desarrollar soluciones en los países beneficiarios, a través de la cooperación internacional. Las soluciones propuestas pueden ser demasiado orientadas a la solución, entendidas como un país donante que vende sus conocimientos / productos o, por otro lado, demasiado localmente orientadas a los problemas, lo que es deseable en teoría, pero enfrentan limitaciones prácticas como limitaciones de tiempo o escala cuando se cierran a influencias externas. Aún no se ha explorado una metodología que intente unir a ambas partes (aparentemente opuestas), con las ventajas y desventajas de soluciones basadas en desarrollo netamente de problemas y desarrollo netamente de soluciones. Para explorar cómo se puede combinar esto, en esta investigación se analizan 2 casos de estudio: el Bangladesh Delta Plan 2100 (BDP2100), un plan holístico a largo plazo a nivel nacional en el delta de Bangladesh, y un grupo de iniciativas de gestión costera del agua, un conjunto de esfuerzos continuos para adoptar medios de vida a la situación dinámica en las regiones costeras de Bangladesh. Estos casos se analizan a través de entrevistas e investigaciones teóricas para determinar en qué medida están orientados a los problemas y soluciones en comparación con los marcos propuestos, y señalan cómo pueden mejorarse. A partir de estos análisis, se propone un marco combinado donde se unen los enfoques impulsados por problemas y soluciones, tomando lo mejor de cada perspectiva. El resultado pretende ser una primera herramienta de guía para los tomadores de decisiones en los países donantes y beneficiarios que enfrentan el dilema entre tomar elementos locales y extranjeros para desarrollar soluciones.

Abstract: Adequate initial bolt preload is necessary to ensure the strength and stiffness of bolted connections. In this study, an experimental torque control method was used to determine the relationship between tightening torque and preload of nine Extended Hollo-Bolt (EHB) blind bolted connections to Concrete-Filled Steel Hollow Sections (CFSHS). In order to obtain the EHB nut factors, which allow to calculate the level of preload for any value of applied torque, torque versus preload curves were drawn based on the experimental results and curve fitting method was carried out. Bolt preload relaxation was also recorded for a period of 7 days while concrete hardening occurred. Additionally, a detailed 3D Finite Element (FE) model of the tightening stage of the EHB was established. The experimental and numerical results show that the nut factor for the EHB is higher than that of standard bolts and bolt relaxation is not affected by the concrete presence during the hardening stage. Adequate friction coefficients were proposed as well as an equation for calculating the residual preload of the EHB. Resumen: Es necesaria una precarga inicial adecuada del perno para garantizar la resistencia y rigidez de las conexiones atornilladas. En este estudio, se utilizó un método experimental de control de torque para determinar la relación entre el torque de apriete y la precarga de nueve conexiones empernadas ciegas Extended Hollo-Bolt (EHB) a secciones huecas de acero rellenas de concreto (CFSHS). Para obtener los factores de tuerca EHB, que permiten calcular el nivel de precarga para cualquier valor de torque aplicado, se dibujaron curvas de torque versus precarga con base en los resultados experimentales y se llevó a cabo el método de ajuste de curvas. También se registró la relajación de la precarga de los pernos durante un período de 7 días mientras se producía el endurecimiento del hormigón. Además, se estableció un modelo 3D detallado de elementos finitos (FE) de la etapa de apriete del EHB. Los resultados experimentales y numéricos muestran que el factor de tuerca para el EHB es mayor que el de los pernos estándar y la relajación del perno no se ve afectada por la presencia del concreto durante la etapa de endurecimiento. Se propusieron coeficientes de fricción adecuados así como una ecuación para calcular la precarga residual del EHB.